專利名稱：網(wǎng)紋干擾減少的彩色陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色陰極射線管，它具有一字排列式電子槍，以便三個電子束在一平面上射向熒光屏。
一般而言，近來的彩色陰極射線管都采用一字排列式的電子槍。這種一字排列式電子槍制成能在一共同平面(水平面)上發(fā)射多束的，一般為三束的電子束。多束電子束聚集在彩色陰極射線管的熒光屏上以重顯出彩色圖象。
圖3描繪出一種具有一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管的軸向橫截面視圖。彩色陰極射線管由面板10、玻錐20、管頸30、形成在面板10內(nèi)表面上的熒光屏40、蔭罩50即選色電極以及安裝在玻錐20外的偏轉(zhuǎn)線圈60所構(gòu)成。一字排列式電子槍70(以下稱為電子槍)裝在管頸30中。字母R、G和B分別表示紅、綠和蘭的電子束。
由一字排列式電子槍70射來的三束電子束R、G和B被偏轉(zhuǎn)線圈60水平地和垂直地偏轉(zhuǎn)。這些電子束然后被蔭罩50選色，撞擊和激發(fā)相應(yīng)于各電子束的預(yù)期彩色的熒光屏40，以重顯二維圖象。
圖4描繪先有的一字排列式電子槍的垂直橫截面視圖。電子槍由陰極01、第一電極02(以下稱為G1電極)、第二電極03(G2電極)、第三電極04(G3電極)、第四電極05(G4電極)第五電極06(G5電極)、第六電極07(G6電極)、G1電極的孔徑08、G2電極的孔徑09、G3電極在G2電極側(cè)的孔徑010、G3電極在G4電極側(cè)的開孔011、G4電極的開孔012、G5電極在G4電極側(cè)的開孔013、G5電極在G6電極側(cè)的開孔014以及G6電極的開孔15所構(gòu)成。
G1電極02的孔徑08的直徑為0.4-0.6mm。G2電極03的孔徑09的直徑也是0.4-0.6mm。G3電極04在G4電極側(cè)的開口011直徑約為4.0mm。G4電極05的開口013直徑約為4.0mm。G4電極05的軸向長度為0.1mm。G5電極06的軸向長度為17.3mm。
按上述說明所制得的一字排列式電子槍操作如下。
由加熱器加熱的陰極01所發(fā)射的熱電子被加到G2電極03的400-1000V的正電壓吸向G1電極02，以形成排在垂直于圖的紙面平面的三束電子束。
三束電子束各通過G1電極02的孔徑08，并通過G2電極03的孔徑09。電子束然后被副主透鏡稍微預(yù)先聚焦，該副主透鏡(sub-main lens)由G3電極04、G4電極05和G5電極06形成，G3電極04上加有約5-10KV的低電壓，G4電極05上所加的電壓與加到G2電極03的電壓相同，而G5電極06上所加的電壓與G3電極04上所加的電壓相同。副主透鏡由以下兩個透鏡即G3電極04和G4電極之間的一個透鏡形成。電子束依次被加到G5電極06的正電壓加速，進(jìn)入由G5電極06和電極07之間形成的主透鏡。
其間加有約20-35KV高壓的G5電極06和G6電極07組成主透鏡，它們之間的電位差形成G5電極06和G6電極07之間的靜電場。三束進(jìn)入主透鏡的電子束的軌道被靜電場彎曲。
結(jié)果，三束電子束的每一電子束聚集在熒光屏上以形成束點(diǎn)。
為防止束點(diǎn)在屏的周圍散焦，日本專利公布第53-18866號公開了一種具有一字排列式的電子槍的彩色陰極射線管，該電子槍具有在水平方向伸長并在G3電極04側(cè)疊放在G2電極03的孔徑09上的長方形凹槽。
圖5描繪的平面視圖說明G2電極，它具有在水平方向伸長并在G3電檢測疊放在G2電極03的孔徑上的長方形凹槽。該在水平方向伸長的長方形凹槽9a、9b和9c包封著三個各自的在G3電極側(cè)的G2電極03中排成直線的孔徑91、92和93。
長方形凹槽9a、9b和9c在電極厚度方向上的適當(dāng)深度為電子束提供了適當(dāng)?shù)南笊ⅲ缘窒蚱D(zhuǎn)引起的象差。
具有迄今所描述的一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管牽涉到產(chǎn)生網(wǎng)紋干擾的問題。
網(wǎng)紋干擾是被重顯圖象的寄生圖象，它起因于熒光點(diǎn)的周期結(jié)構(gòu)和掃描線或周期視頻信號之間的干擾差拍，如果束點(diǎn)直徑小于一定數(shù)值時會降低清晰度。與掃描線有關(guān)的網(wǎng)紋干擾稱之為光柵網(wǎng)紋干擾或水平網(wǎng)紋干擾，另一個和視頻信號有關(guān)的網(wǎng)紋干擾稱之為視頻網(wǎng)紋干擾或垂直網(wǎng)紋干擾。
上述具有一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管，其電子槍具有疊放在G3電極側(cè)的G2電極03孔徑09上的在水平上伸長的長方形凹槽，由于凹槽引起的束點(diǎn)的垂直伸長，會有害地較水平網(wǎng)紋干擾產(chǎn)生更顯著的垂直網(wǎng)紋干擾。
理由如下;用在計(jì)算機(jī)或之類的監(jiān)控器的彩色陰極射線管在屏幕的中央和周邊都必須有高的清晰度。如在“In-Line Type High-Resol-ution Color-Display Tube”(National Technical Report，Vol.28，No.1，F(xiàn)eb.，1982)所說明的，對于有效對角線尺寸為36cm、水平圓點(diǎn)為1000或更多、蔭罩罩距為0.31mm或更小的組合而言，束點(diǎn)在中央的直徑必須小于0.7mm，同時，屏幕中央和周邊的束點(diǎn)直徑的比例必須為1.0-1.3。
當(dāng)先有一字排列式電子槍如在日本專利公布53-18866中公開的，在G3電極側(cè)不具有水平伸長的疊放在G2電極孔徑上的長方形凹槽時，屏幕周邊處的束點(diǎn)直徑受到偏轉(zhuǎn)引起的象差的強(qiáng)列影響，并會大幅度地加大，因而不可能使束點(diǎn)在屏幕中央處和周邊處的直徑比例落在上述1.0-1.3的范圍內(nèi)。
因此，在日本專利公布53-18866中所公開的先有一字排列式電子槍制造成在G3電極具有水平細(xì)長的疊放在G2電極孔徑上的長方形凹槽。凹槽的深度做得深淺適宜，以給電子束提供適當(dāng)?shù)南笊ⅲ窒D(zhuǎn)引起的象差，并使屏幕適當(dāng)?shù)南笊ⅲ窒D(zhuǎn)引起的象差，并使屏幕周邊對中央處的束點(diǎn)的直徑比例在1.0-1.3的范圍內(nèi)。
但屏幕中央處的束點(diǎn)直徑因象散而在垂直方向伸長。如果中央處的束點(diǎn)直徑做成小于0.7mm，則在水平方向上的束點(diǎn)直徑就會變得非常之小。這會使水平的束點(diǎn)直徑不僅在中央處，也在整個屏幕上變小，將垂直網(wǎng)紋干擾的問題強(qiáng)加在整個屏幕上。
為要解決先有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的目的是要提供一種具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管，它能減少聚焦特性的劣化，又能在整個屏幕上獲得無網(wǎng)紋干擾的優(yōu)質(zhì)圖象。
簡而言之，根據(jù)本發(fā)明的各方面，上述目的是通過一種具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管完成的，該射線管包括電子束產(chǎn)生裝置，而電子束產(chǎn)生裝置包括一陰極、一第一電極，和一第二電極用以將三束電子束射向熒光屏;一副主透鏡，由一第三電極、一第四電極和一第五電極形成;以及一主透鏡，由所說第五電極和第一第六電極形成，和所說副主透鏡一起用以將所說三束電子束聚焦到所說熒光屏上;所說第二和第四電極電邊接在一起，所說第三和第五電極邊電連接在一起;其中所說第四電極G4的軸向長度對第四電極開孔的直徑之比為A，所說第五電極G5的軸向長度對所說第四電極開孔的直徑之比為B，比例A和B滿足下列方程式54A-5B+4≤0，55A-5B+7≤0，A-0.18≥0，以及
95A+10B-73≤0附圖中

圖1為一垂直模截面視圖，說明使用在按本發(fā)明的彩色陰極射線管的一字排列式電子槍的實(shí)施例;
圖2說明比例A(G4電極的軸向長度對G4電極開孔的直徑之比)和比例B(G5電極的軸向長度對G4電極開孔的直徑之比)之間的關(guān)系;
圖3為一軸向模截面視圖，說明一種具有一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管;
圖4為一垂直模截面視圖，說明先有的一字排列式電子槍;以及圖5為一平面視圖，說明G2在G3電極側(cè)上具有在水平伸長的疊放在G2電極孔徑上的長方形凹槽。
如果束點(diǎn)直徑大于0.6mm，則具有有效對角線36cm的屏幕和蔭罩距為0.31-0.26mm的蔭罩的彩色顯象管不會產(chǎn)生網(wǎng)紋干擾。因此，為了防止垂直網(wǎng)紋干擾，在屏幕中央處的束點(diǎn)水平直徑必須大于0.6mm。但為保持高的清晰度，屏幕中央處的束點(diǎn)平均直徑必須小于0.7mm?？紤]了這些因素之后，屏幕中央處束點(diǎn)的垂直直徑應(yīng)小于0.8mm。
屏幕中央處束點(diǎn)的直徑隨電子束進(jìn)入主透鏡的直徑而變化。要使屏幕中央處束點(diǎn)的直徑小，電子束進(jìn)入主透鏡的直徑就必須大到一定程度。
圖2說明比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關(guān)系。
電子束進(jìn)入主透鏡的直徑隨G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑的比例A增大而增大，且隨G5電極的軸向長度對G5電極開孔直徑的比例B的減小而減小。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關(guān)系由對電子槍所做的實(shí)驗(yàn)來確定，以便在屏幕中央處獲得垂直直徑小于0.8mm的束點(diǎn)。A和B之間的關(guān)系由下列不等式和圖中的直線表示54A-5B+4≤0屏幕周邊處和中央處的束點(diǎn)直徑之比應(yīng)為1.0-1.3。
屏幕周邊處和中央處的束點(diǎn)直徑之比隨電子束在偏轉(zhuǎn)場的直徑變化而變化。隨著進(jìn)入主透鏡的電子束變小，該比例也可以變小，這與屏幕中央處的束點(diǎn)相反。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關(guān)系是由對電子槍所做的實(shí)驗(yàn)來確定的，以使屏幕周邊處和中央處的束點(diǎn)直徑之比小于1.3。由圖中直線17所示，可得下列關(guān)系式55A-5B+7≥0電極的軸向長度對G4電極開孔直徑的比值還進(jìn)一步受到作為另一因素的聚焦電壓的限制。
加到G3和G5電極上的聚焦電壓是通過埋在彩色陰極射線管管頸底部的心柱中的金屬引線提供的。加到陰極、加熱器和G1和G2電極電壓也是通過埋在彩色陰極射線管管頸底部心柱中的另外的金屬引線提供的。如聚焦電壓太高，會引起金屬引線間放電的電擊穿的問題。
在聚焦電壓高于加到G6電極電壓的30%時會使電擊穿強(qiáng)度變劣。一般而論，加到G3和G5電極上的聚焦電壓與加到G6電極上的電壓的比值隨比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，的增加而增加，也隨比例B，即G5電極的軸向長度G4電極開孔直徑之比，的增加而增加。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關(guān)系由對電子槍所做的實(shí)驗(yàn)確定，以使要加到G3和G5電極上的聚焦電壓對加到G6電極上的電壓的比值小于30%，結(jié)果，可得如圖中直線18所示的下列關(guān)系式95A+10B-73≤0G4電極的長度減小時，電極的結(jié)構(gòu)變得脆弱。G4電極的透鏡直徑增加時，透鏡開孔之間的其余部分(橋)變薄。這也會使電極結(jié)構(gòu)變得脆弱。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比小于0.18，電極結(jié)構(gòu)是如此之脆弱，以致在裝配電子槍期間，電極常常變形，而且也難以制造部件。
為此，比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比必須大于0.18。圖中直線19表示這關(guān)系。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，和比例B，即G5電極軸向長度對G4電極開孔直徑之比滿足上述四個條件的區(qū)域在圖中以剖面線劃出。
如在圖中的剖面線區(qū)域里選擇比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，及比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，電擊穿強(qiáng)度可以確保，部件得以容易生產(chǎn)，垂直網(wǎng)紋干擾得以抑制而不致降低聚焦特性。
加到第二和第四電極上的電壓最好低于1，000V，加到第三和第五電極上的電壓范圍為加到第六電極上電壓的20-33%。如果加到第二和第四電極上的電壓超過1，000V，將降低第一和第二電極之間以及埋在管頸心柱中各引線間的電擊穿強(qiáng)度。如果加到第三和第五電極上的電壓小于加到第六電極上的電壓的20%，或者高于加到第六電極上的電壓的33%，則會分別降低第五和第六電極間，或第二和第三電極間，和埋在心柱里的各引線之間的電擊穿強(qiáng)度。
最好副主透鏡的直徑(第四電極開口的直徑)是在3.0-6.2mm的范圍。如果副主透鏡的直徑小于3mm，會使裝配電子槍用的心軸夾具(mandrel jig)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變得脆弱，結(jié)果降低了電子槍裝配的準(zhǔn)確度。又如副主透鏡的直徑超過6.2mm，因第四電極的外直徑受到玻殼管頸直徑的限制，電極的相鄰開孔之間的剩余部分的寬度變得太小，電極的制造就會變得困難。
現(xiàn)通過實(shí)施例和參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
圖1描繪一垂直橫截面視圖，說明一例使用在按本發(fā)明的彩色陰極射線管中的一字排列式電子槍。該電子槍包括一陰極、一G1電極2一G2電極3、一G3電極4、一G4電極5、一G5電極6、一G6電極7。數(shù)目8表示G1電極2的孔徑，9表示G2電極3的孔徑，10表G3電極4在G2電極3側(cè)的孔徑，11表示G3電極4在G4電極5側(cè)的開孔，12表示G4電極5的孔徑，13表示G5電極6在G4電極5側(cè)的開孔，14表示G5電極6在G6電極7側(cè)的開孔，以及15表示G6電極7的開孔。
G1電極2的孔徑8的直徑為0.45mm。G2電極3的孔徑9的直徑為0.52mm。G2電極3在G3電極4側(cè)的孔徑具有一水平伸長的長方形凹槽疊放在其上，如圖5所示。
G3電極4在G4電極5側(cè)的開孔11的直徑、和副主透鏡的透鏡直徑相對應(yīng)的G4電極5的開孔、G5電極6在G4電極5側(cè)的開孔都是3.9mm。G4電極5的軸向長度為1.0mm。G5電極6的軸向長度為16.0mm。
采用上述的尺寸，G4電極5的軸向長度對G4電極開孔的直徑(副主透鏡的透鏡直徑)之比例A為0.26。G5電極6的軸向長度對G4電極開孔直徑(副主透鏡直徑)之比例B為4.10。比例A和比例B都在圖2所示的剖面線區(qū)域中。
在這實(shí)施例中，電子束點(diǎn)在屏幕中央處的垂直直徑為0.75mm。電子束點(diǎn)在屏幕中央處的平均直徑為0.68mm。電子束點(diǎn)在屏幕周邊處和中央處的直徑比值為1.20。
比例A和B更好分別為0.26±10%和4.1±10%，并位于圖2所示的剖面線區(qū)域里。
具有本實(shí)施例電子槍的彩色陰極射線管，其電擊穿強(qiáng)度不會降低，部件生產(chǎn)不困難，或在顯示的圖象中也不會出現(xiàn)令人討厭的垂直網(wǎng)紋干擾。
如上所述，本發(fā)明具有在比例A，即G4電極的軸向度并對G4電極開孔直徑(副主透鏡的透鏡直徑)之比，和比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑(副主透鏡的透鏡直徑)，之間的明確關(guān)系。本發(fā)明提供的具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管提高了電擊穿強(qiáng)度，使部件生產(chǎn)容易，在整個屏幕上顯示出高質(zhì)的垂直網(wǎng)紋干擾受到抑制的圖象而又不致降低聚焦特性。
權(quán)利要求
1.一種具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管，包括電子束產(chǎn)生裝置，包括一陰極、一第一電極和一用于將三束電子束射向熒光屏的第二電極；副主透鏡，由一第三電極、第四電極和第五電極形成；以及主透鏡，由所說第五電極和第六電極形成，和所說副主透鏡一起用于將所說三束電子束聚焦在所說熒光屏上，所說陰極和所說第一到第六電極按本次序排列，以及所說第二和第四電極電連接在一起，所說第三和第五電極電連接在一起，其中，所說第四電極的軸向長度對所說第四電極的開孔直徑的比例A，和所說第五電極的軸向度對所說第四電極的開孔直徑的比例B滿足下列方程式54A-5B+4≤0，55A-5B+7≤0，A-0.18≥0，以及95A+10B-73≤0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于，加到所說第二和第四電極的電壓小于1，000V，加到所說第三和第五電極的電壓在加到所說第六電極的電壓的20-33%范圍里。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于，在所說第二電極的第三電極側(cè)制有包封著電子束通道孔徑的水平伸長的長方形凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于，所說第四電極的開口直徑是在3-6.2mm的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于，比例A在0.23-0.29的范圍內(nèi)，比例B在3.6-4.5的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管。第三、四和五電極形成副主透鏡，第六和第五電極形成主透鏡以將三束電子束聚焦到熒光屏上。第二和第四電極電連接在一起，第三和第五電極電連接在一起。第四G4電極的軸向長度對第四電極開孔直徑的比例A，和第五電極的軸向長度對第四電極開孔直徑的比例B，滿足下列方程式54A-5B+4≤0，55A-5B+7≤0，A-0.18≥0，以及95A+10B-73≤0。
文檔編號H01J29/50GK1113344SQ9510089
公開日1995年12月13日 申請日期1995年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月9日
發(fā)明者內(nèi)田剛, 白井正司, 木南隆, 水上登 申請人:株式會社日立制作所, 日立裝置工程株式會社